专利名称：一种预旋流超音速旋流分离器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种天然气预旋流超音速旋流分离器。
背景技术：
天然气工业常用的脱水方法有膨胀冷却法、加压冷却法、固体吸附剂法、溶剂吸收法等。对于大装置，设备投资和操作费用都比较高。天然气超音速旋流脱水是一种新型的脱水技术，是天然气脱水领域的一项新兴技术。它利用天然气在超音速状态下的蒸汽冷凝现象进行天然气脱水，在热力学原理和系统构成上与传统的天然气脱水方法有显著的区别。天然气超音速脱水将膨胀机、分离器和压缩机的功能集中到一个管道中，具有结构简单紧凑，无转动部件，可靠性高，无化学处理系统，低投资和维护费用等优点。国内外专利中所陈述技术的工作原理均是利用压力经拉伐尔喷管加速至超音速降压降温产生冷凝，而在加速前或后设有涡流发生器产生高速涡流。高速旋转的低温流体在离心力的作用下使凝结产生的液体附在管壁，而气体则在管道中心位置，通过不同管径的气、液相收集管实现气液分离。气相部分经扩压管部分恢复压力后外输。这些技术都没有考虑减轻液相分离负载，液态水和沙子对超音速旋流分离器流道的冲蚀磨损的影响。此外，大量液相水流入拉瓦尔喷管，流通面积减小，使分离器工作性能不稳定。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种预旋流超音速旋流分离器，脱去天然气中原有液相组分和固态颗粒，以减轻超音速旋流分离器的负载，增强整机的工作稳定性，提高其分离性能。本实用新型所述的预旋流超音速旋流分离器由一中心锥位于一管壳内分别构成预旋流器、预旋收缩喷管、预旋分离腔、旋流器、拉瓦尔喷管、分离器、扩压器和扩压支撑整流环组成；中心锥和管壳同轴安装形成一个环腔；预旋流器位于前端天然气入口处，中心锥表面周向布置有圆弧叶片，安装角与来流方向匹配；由喇叭形的预旋收缩喷管连接旋流器和预旋流器，预旋分离腔位于旋流器外，由旋流器管壳上设置的槽连通；预旋分离腔下方为游离液相及固体颗粒出口 ；旋流器中心锥表面周向布置有圆弧叶片，安装角与来流方向匹配；喇叭形的拉瓦尔喷管入口段连接旋流器和拉瓦尔喷管直管段，拉瓦尔喷管直管段通过喇叭形分离器与分离腔连接；扩压器位于分离腔中，一端为尖劈锥形，与分离器喇叭形形状相匹配，锥形插入分离器，其外壁与分离器内壁形成环形通道与分离腔连通；拉瓦尔喷管直管段的直中心锥与位于扩压器内的锥形中心锥连接；锥形中心锥的外壁与扩压器内壁形成环形通道；支撑整流环位于扩压器内，锥形中心锥的末端，由设置在支撑整流环的中心孔与干气出口连通；湿气出口设置在分离腔下部。其工作原理如下，从地下采出的天然气在井口压力条件下流入预旋流器，经过圆弧叶片导流产生强旋流，带旋气体流经预旋收缩喷管，根据角动量守恒，离心加速度随着旋转半径的减小而增大，游离液相及固体颗粒在强大离心力的作用下随气流流出。经脱液相水和固体颗粒的带旋气体再流经叶片安装角与流向匹配的旋流器，气流的旋流强度得到增强；经拉瓦尔喷管，绝热膨胀到超声速，同时气体内能减小，动能增加，形成低温低压。当温度降低至使气体过饱和时，天然气中的水蒸汽就被冷凝出来，强大离心力使其集聚在环腔外层，更优者附着在外壁面上。扩压器的锥形分离点位于拉瓦尔喷管末端，其将气流分成内外两层。气流经过一道激波压力开始恢复，激波位置随落压比的不同而改变。外层湿气流经分离器环腔、分离腔，从湿气出口流出；内层干气流经扩压器环腔，从干气出口流出。经扩压分离器的天然气得到再压缩。对含液相组分和固态颗粒的天然气进行预分离处理，经预分离处理后的天然气只含气相组分，以减轻超音速旋流分离段的负载，增强整机的工作稳定性，提高其分离性能。
图1是本发明的整体纵剖面工作示意图其中1-预旋流器 1-1-圆弧叶片 2-预旋收缩喷管 3-预旋分离腔4-旋流器5-拉瓦尔喷管入口段6-拉瓦尔喷管直管段7-直中心锥8-分离器9-扩压器 10-锥形中心锥11-分离腔12-支撑整流环13-干气出口 14-湿气出口 15-游离液相及固体颗粒出口 16-天然气入口
具体实施方式
本实用新型所述的预旋流超音速旋流分离器由一中心锥位于一管壳内分别构成预旋流器、预旋收缩喷管、预旋分离腔、旋流器、拉瓦尔喷管、分离器、扩压器和扩压支撑整流环组成；中心锥和管壳同轴安装形成一个环腔；预旋流器1位于前端天然气入口 16处， 中心锥表面周向布置有圆弧叶片1-1，安装角与来流方向匹配；由喇叭形的预旋收缩喷管2 连接旋流器4和预旋流器1，预旋分离腔3位于旋流器4外，由旋流器4管壳上设置的槽连通；预旋分离腔3下方为游离液相及固体颗粒出口 15 ；旋流器4中心锥表面周向布置有圆弧叶片4-1，安装角与来流方向匹配；喇叭形的拉瓦尔喷管入口段5连接旋流器4和拉瓦尔喷管直管段6，拉瓦尔喷管直管段6通过喇叭形分离器8与分离腔11连接；扩压器9位于分离腔11中，一端为尖劈锥形，与分离器8喇叭形形状相匹配，锥形插入分离器8，其外壁与分离器内壁形成环形通道与分离腔11连通；拉瓦尔喷管直管段6的直中心锥7与位于扩压器9内的锥形中心锥10连接；锥形中心锥的外壁与扩压器9内壁形成环形通道；支撑整流环12位于扩压器9内，锥形中心锥10的末端，由设置在支撑整流环12的中心孔与干气出口 13连通；湿气出口 14设置在分离腔11下部。
权利要求1. 一种预旋流超音速旋流分离器，由一中心锥位于一管壳内分别构成预旋流器、预旋收缩喷管、预旋分离腔、旋流器、拉瓦尔喷管、分离器、扩压器和扩压支撑整流环组成；中心锥和管壳同轴安装形成一个环腔；预旋流器位于前端天然气入口处，中心锥表面周向布置有圆弧叶片，安装角与来流方向匹配；由喇叭形的预旋收缩喷管连接旋流器和预旋流器，预旋分离腔位于旋流器外，由旋流器管壳上设置的槽连通；预旋分离腔下方为游离液相及固体颗粒出口 ；旋流器中心锥表面周向布置有圆弧叶片，安装角与来流方向匹配；喇叭形的拉瓦尔喷管入口段连接旋流器和拉瓦尔喷管直管段，拉瓦尔喷管直管段通过喇叭形分离器与分离腔连接；扩压器位于分离腔中，一端为尖劈锥形，与分离器喇叭形形状相匹配，锥形插入分离器，其外壁与分离器内壁形成环形通道与分离腔连通；拉瓦尔喷管直管段的直中心锥与位于扩压器内的锥形中心锥连接；锥形中心锥的外壁与扩压器内壁形成环形通道； 支撑整流环位于扩压器内，锥形中心锥的末端，由设置在支撑整流环的中心孔与干气出口连通；湿气出口设置在分离腔下部。
专利摘要本实用新型涉及一种预旋流超音速旋流分离器，由中心锥和管壳形成一个环腔；预旋流器中心锥表面周向布置有圆弧叶片，安装角与来流方向匹配；由预旋收缩喷管连接旋流器，预旋分离腔位于旋流器外，由旋流器管壳上设置的槽连通；旋流器中心锥表面周向布置有圆弧叶片，安装角与来流方向匹配；拉瓦尔喷管通过分离器与分离腔连接；扩压器一端为尖劈锥形，尖劈锥形插入分离器，外壁与分离器内壁形成环形通道；位于扩压器内的锥形中心锥外壁与扩压器内壁形成环形通道；支撑整流环位于扩压器内，锥形中心锥的末端，由设置在支撑整流环的中心孔与干气出口连通；经预处理的天然气只含气相，减轻了超音速旋流分离段的负载，提高了稳定性和分离性能。
文档编号B04C3/02GK202105736SQ20112006928
公开日2012年1月11日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者刘火星, 宋彬, 熊钢, 蒋登宇, 计维安, 额日其太, 高晓根 申请人:中国石油天然气股份有限公司